第一章 緒論(聚合物共混改性原理與應(yīng)用 王國全)

高分子共混與復(fù)合材料1上課時(shí)間及地點(diǎn)2主要內(nèi)容聚合物之間的相容性聚合物共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)聚合物共混物的力學(xué)性能聚合物共混物熔體的流變特性聚合物共混物制備方法及相關(guān)設(shè)備聚合物基復(fù)合材料力學(xué)性能HDPE基材料界面應(yīng)力的誘導(dǎo)結(jié)晶效應(yīng)及其與增韌機(jī)理的關(guān)系聚合物及其共混物的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)表征方法3本課程采用閉卷考試方式，總評(píng)成績由平時(shí)成績和期末成績組成，無期中考試。平時(shí)成績占總評(píng)的30%，期末成績占總評(píng)的70%。平時(shí)成績從作業(yè)、上課出勤率等幾方面進(jìn)行考核。

4聚合物共混改性原理與應(yīng)用5參考書聚合物共混改性原理與應(yīng)用王國全中國輕工業(yè)出版社聚合物改性王國全中國輕工業(yè)出版社6第一章緒論1.1聚合物共混發(fā)展概述1.2聚合物共混的優(yōu)勢(shì)1.3聚合物共混的應(yīng)用與研究71.1聚合物共混發(fā)展概述共混涵蓋范圍物理共混物理/化學(xué)共混聚合物/無機(jī)填充體系短纖維增強(qiáng)聚合物體系8發(fā)展概況

理論概貌9發(fā)展概況幾個(gè)重要的里程碑事件：1942年，采用機(jī)械熔融共混法將NBR摻和于PVC之中，制成了分散均勻的共混物。這是第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)的聚合物共混物。1948年，HIPS1948年，機(jī)械共混法ABS問世，聚合物共混工藝獲得重大進(jìn)展。二者可稱為高分子合金系統(tǒng)研究開發(fā)的起點(diǎn)。

101960年，PPO/PS，加工性好，相容性好，1965年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。PPO是使用綜合性能良好的工程塑料，缺點(diǎn)是熔體流動(dòng)性差，成型溫度高，制品易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。與PS良好的相容性，可以任意比例共混，改善PPO的加工性。11

1964年，Kato研究成功OsO4電鏡染色技術(shù)，使得可用透射電鏡直接觀察到共混物的形態(tài)，這一實(shí)驗(yàn)技術(shù)大大促進(jìn)了聚合物改性科學(xué)理論和實(shí)踐的發(fā)展，堪稱聚合物發(fā)展史上重要的里程碑。1975年，美國Dupont公司開發(fā)了超韌尼龍(缺口沖擊強(qiáng)度大于50kJ/m2)。這種材料是PA與聚烯烴或橡膠的共混物，大幅度提高了PA的沖擊強(qiáng)度。12

PC/ABS合金是最早實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化的PC合金POM/TPUDupont公司開發(fā)的Derlin100ST（S表示超級(jí)，T表示贈(zèng)韌），懸臂梁沖擊強(qiáng)度提高8倍，達(dá)到907J/m。PETPBT增韌改性納米粒子/聚合物復(fù)合材料近年來，開發(fā)成功的聚合物改性體系不勝枚舉。13舉例：尼龍/MBS/納米硫酸鋇共混體系沖擊強(qiáng)度KJ/m2

PA4.2PA/MBS10.7PA/MBS/相容劑57.9PA/MBS/相容劑/納米BaSO485.914理論概貌微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)要素相容熱力學(xué)理論基礎(chǔ)共混過程途徑共混物性能15圍繞共混物性能這一核心，展開共混過程、共混物形態(tài)、相容熱力學(xué)的討論，就構(gòu)成了共混理論的基本框架。共混物性能也有若干理論問題需要探討，以增韌理論為例16增韌理論的重要發(fā)展早期的增韌理論：開始于上世紀(jì)50年代ⅰ能量的直接吸收理論ⅱ次級(jí)轉(zhuǎn)變溫度理論ⅲ屈服膨脹理論ⅳ裂紋核心理論為銀紋剪切帶理論奠定基礎(chǔ)1720世紀(jì)70年代，增韌機(jī)理研究主要是對(duì)彈性體增韌脆性塑料體系的研究，最著名的增韌理論是銀紋-剪切代理論。還有銀紋支化理論和界面空洞理論80年代以來，則對(duì)韌性聚合物基體進(jìn)行了研究。90年代以后，非彈性體（剛性有機(jī)粒子或剛性無機(jī)粒子）增韌機(jī)理的研究廣泛開展起來，為高強(qiáng)度、高韌性新型材料的開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。18新的測(cè)試技術(shù)及儀器高分辨率電子顯微鏡原子力顯微鏡激光共聚焦掃描顯微鏡X射線光電子能譜19新材料不斷涌現(xiàn)納米材料的出現(xiàn)，使聚合物填充改性、增韌機(jī)理研究獲得了新的發(fā)展，給材料領(lǐng)域帶來了無限生機(jī)。高強(qiáng)、高模碳纖維、芳綸纖維的出現(xiàn)使纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的性能提高到新的檔次，其理論研究也上升到新的水平。20

如上所述，聚合物共混科學(xué)的發(fā)展中，新材料的涌現(xiàn)，共混理論的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)三者是相輔相成的。新材料的涌現(xiàn)為理論的發(fā)展不斷提出新的課題，理論的發(fā)展反過來又指導(dǎo)了新材料的開發(fā)。而這一開發(fā)→研究→開發(fā)過程的循環(huán)必須有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與儀器設(shè)備做保證。21電鏡染色技術(shù)22HIPS與ABSHIPS與ABS是接枝共聚改性的卓越范例。St與PB發(fā)生接枝共聚反應(yīng)→HIPS與共混法相比的優(yōu)點(diǎn)：①兩組分混合的更加完全②界面結(jié)合更好顯著提高了橡膠組分對(duì)基材的增韌能力。23

ABS的主要成分：以B為主鏈，St、AN為支鏈的接枝共聚物；SAN無規(guī)共聚物；未接枝的PB。

24包藏結(jié)構(gòu)連續(xù)相是塑料分散相是橡膠↓